Conceptos Clave en el Tratamiento de Aguas Residuales
1. Habitante Equivalente
Se define como la materia orgánica biodegradable con una **DBO5** de 60 g de oxígeno por día.
2. Eutrofización
Es la descomposición del agua debida a un aporte excesivo de nutrientes.
3. Normativa de la Directiva Comunitaria
Establece una reducción mínima de la **DBO5** en el efluente del 70 al 90%.
Procesos Físicos en el Tratamiento de Aguas Residuales
4. Tipos de Mecanismos de Sedimentación
Discreta
Floculenta
Zonal
5. Fundamento de la Flotación
Se basa en la diferencia de densidad sólido-líquido.
6. Medición de Sólidos Totales
Se miden evaluando el residuo seco evaporado a 105ºC.
7. Carga Orgánica de un Agua a Depurar
Se considera que está representada por la **DBO5**, la **DQO** y los sólidos en suspensión.
8. Parámetro Fundamental de la Filtración
En los sólidos volátiles, el parámetro fundamental de la filtración es la velocidad de filtración.
9. Medio Poroso más Utilizado en los Filtros
Arenas, antracitas o gravas.
Tratamiento Terciario
10. Parámetro Clave de la Desinfección
En el tratamiento terciario, el parámetro clave de la desinfección es la velocidad de desinfección.
11. Cinética de la Desinfección
La velocidad de desinfección sigue una cinética de primer orden conocida como **Ley de Chick**.
12. Organismos Indicadores del Grado de Desinfección
Los coliformes fecales.
13. Concentración de Carga Volátil en los Fangos
Se relaciona con la carga de materia orgánica (MO).
14. Funcionamiento de la Digestión Aerobia
Tiene un paralelismo claro de funcionamiento con el reactor biológico.
15. Tratamiento Físico-Químico Completo
Reduce hasta 5 mg/l de **DBO** y 5 mg/l de **SS**, eliminando **DBO** soluble y coloidal.
16. Diseños de los Filtros de Arena
De abertura superior y funcionamiento por gravedad, y cerrado y funcionamiento a presión.
Ósmosis Inversa (OI)
17. Coste Energético de la Ósmosis Inversa
Es menor que el de la destilación.
18. Características Fundamentales de una Membrana de Ósmosis Inversa
Impermeabilidad a las sales y resistencia a la presión.
19. Flujo en la Ósmosis Inversa
El flujo es perpendicular a la membrana.
20. Etapas en una Estación de Ósmosis Inversa
Una etapa solo requiere de una bomba.
21. Pretratamiento Simple de una Ósmosis Inversa
Consiste en el microfiltrado.
22. Ensuciamiento de las Membranas
Ocurre fundamentalmente por óxidos metálicos y coloides.
23. Tiempo Medio del Agua en una Planta de Ósmosis
Aproximadamente 55 minutos.
Tratamiento de Fangos
24. Principal Problema de los Lodos Generados
Su gran volumen, grado de putrefacción y carga de patógenos.
25. Consecuencia de una Elevada Carga Másica
La aparición de *bulking*.
26. Nutrientes Fundamentales para la Formación de Biomasa
La formación de nueva biomasa a partir del sustrato orgánico requiere presencia de **N**, **P** y **Ca**.
27. Composición del Fango Joven
Está formado fundamentalmente por materia orgánica.
28. Importancia de la Punta de Contaminación
Hay que tenerla muy presente para las necesidades de oxígeno.
Eliminación de Nutrientes
29. Nutrientes Especialmente Controlados y Legislados
**N** y **P**.
30. Importancia de la Eliminación de Nitrógeno
Se evita la eutrofización.
31. Desnitrificación
Supone la reducción de nitrato a nitrógeno gaseoso por bacterias heterótrofas.
32. Inconvenientes de la Cloración de la Materia Orgánica
La formación de trihalometanos.
33. Factor Fundamental en la Radiación UV
**El ángulo de incidencia**.
34. Temperatura de Máximo Efecto de la Radiación UV
**40ºC**.
35. Fase de la Nitrificación
**Aerobia**.
36. Características de la Eliminación de Nitrógeno
Es lenta y requiere recirculación.
37. Principio de Eliminación del Fósforo
Convertir el **P** a fosfatos.
38. Ventaja de la Eliminación Biológica del Fósforo
Se elimina conjuntamente con el **N** y no necesita reactivos.
39. Proceso de Eliminación Biológica del Fósforo
Primero se sitúa la fase anaerobia y luego la aerobia.
40. Dosificación del Desinfectante
**Con inyectores regulados**.
41. Ejemplo de Diseño de una Cámara de Desinfección
Se desea diseñar una cámara de desinfección para rebajar la concentración de los coliformes fecales de 5*107 individuos/100 ml a 250 coliformes/100 ml. El caudal a tratar ha de ser de 1500 m3/h, la constante cinética es de 1.1 min-1, la profundidad de la cámara es de 3 m y su anchura de 1 m. Con estos datos, ¿cuál debe ser la longitud de la cámara? **75 m**.
42. Base de la Eliminación Biológica del Fósforo
La asimilación incrementada.
43. Proceso Previo a la Decantación Lamelar
La floculación y eliminación de sólidos.
44. Limpieza del Filtro de una EDAR
La manera más habitual de limpiar el filtro de una EDAR es rascando la capa superficial y a contracorriente.
45. Funcionamiento de los Filtros de Arena más Utilizados
El agua pasa a presión.
46. Eliminación de Restos Coloidales en Filtros Lentos de Arena
En la capa gruesa de arena.
47. Comparación entre Filtros Rápidos y Lentos de Arena
Los filtros rápidos de arena, en comparación con los lentos, son más pequeños y más compactos.
Características de los Fangos
48. Diferencia entre Fangos Primarios y Secundarios
Los fangos primarios, a diferencia de los secundarios, tienen menos contenido en materia orgánica.
Los fangos primarios, a diferencia de los secundarios, tienen más tendencia a la sedimentación que a la flotación.
49. Origen del Gas de Digestión
Procede de un proceso **anaerobio**.
50. Espesamiento de Fangos
Consiste en **reducir el volumen**.
51. Espesamiento por Flotación
Es propio de fangos secundarios.
Consiste en **la introducción de aire a presión**.
52. Estabilización del Fango
Consiste en **la digestión aerobia y anaerobia**.
La digestión aerobia y anaerobia es un proceso propio de la estabilización.
53. Centrifugado de los Fangos
Es propio del proceso de **deshidratación**.
54. Origen de los Fangos Secundarios
Del reactor biológico.
55. Elemento Asociado al Difusor
Un soplante.
56. Factores que Afectan la Transferencia de Oxígeno Mediante Difusores
El tamaño de la burbuja y la profundidad del difusor.
57. Ejemplo de Cálculo del Número de Difusores
Un sistema de aireación de un reactor biológico emplea difusores cerámicos de burbuja fina a 6 m de profundidad con una ET normalizada del 30%. Cada difusor proporciona un caudal de 3.5 Nm3/h, y son necesarios 300 kg/h de oxígeno. Las condiciones del reactor son las siguientes: 2 mg/l de O2 disuelto, T = 15ºC, la solubilidad del O2 es de 10.5 mg/l, densidad del aire 1.29 Nm3, 23% O2 y 77% en peso de N2. Para esta situación, el número de difusores que haría falta es de **1313**.
Nitrificación y Tratamiento Físico-Químico
58. Definición de Nitrificación
La conversión del ion amonio a nitritos y nitratos.
59. Forma de Liberación del Nitrógeno en la Bio-oxidación
La bio-oxidación de la materia orgánica libera el **N** normalmente en forma de **ion amonio**.
60. Objetivo del Tratamiento Físico-Químico en el Tratamiento Secundario
La separación de las partículas en suspensión no sedimentables o coloidales.
61. Uso de Sales de Aluminio y Hierro
Se utilizan en la separación de las partículas en suspensión no sedimentables o coloidales.
62. Definición de Adsorción
La retención en la superficie de un material de átomos, moléculas e iones.
63. Acción de los Polielectrolitos Orgánicos
Forman puentes interpartícula.
64. Base de la Floculación en el Tratamiento de Aguas Residuales
El uso de polielectrolitos.
65. Bacterias Responsables de la Nitrificación
*Nitrosomonas* y *Nitrobacter*.
Sedimentación
66. Resultados de la Sedimentación Primaria
Se separan entre el 50 y el 70% de los **SST** y se reduce la **DBO** entre 25-35%.
67. Función de la Sedimentación
Protege la posterior oxidación biológica y la abrasión de equipos mecánicos.
68. Sedimentación Secundaria
Se produce después del reactor biológico para sedimentar el material biológico.
69. Tipos de Sedimentación (Repetición)
Discreta, floculante y zonal.
70. Tipo de Sedimentación en el Desarenador
**Discreta**.
71. Tipo de Sedimentación en el Decantador Primario
Fundamentalmente **floculenta**.
72. Tipo de Sedimentación en el Decantador Secundario
**Zonal**.
73. Carga Másica
Relación entre la **DBO** alimentada y la cantidad total de materia volátil.
74. Factor más Importante para Calcular el Volumen del Tanque Biológico
La velocidad a la cual los microorganismos degradan la **DBO**.
75. Definición de IVF
El volumen en ml ocupado por el sedimento de 1 g de fango en un litro en 30 minutos.
76. Comparación de la Trayectoria de Precipitación en la Sedimentación
En la sedimentación discreta, la trayectoria de la precipitación de las partículas en el tanque es recta, y curva en la sedimentación floculenta.
77. Característica de la Sedimentación Zonal
Enlaces débiles entre partículas.
Representar la altura de la interfase en función del tiempo para diferentes concentraciones.
Neutralización y Tratamiento Biológico
78. Momento de la Neutralización
Siempre antes de los tratamientos biológicos o químicos.
79. Neutralización de Agua Básica
Normalmente con ácido sulfúrico.
80. Definición de Licor Mezcla
El efluente que sale del reactor biológico se denomina **licor mezcla**.
81. Razón de la Purga del Fango
**Mantiene constante la concentración de fango biológico en el reactor**.
82. Sistemas de Suministro de Aire al Tanque Biológico
Superficiales y difusores.
83. Rendimiento de una Turbina
La tasa de transferencia de oxígeno a 20ºC y se mide en kg/kW·h.
Tratamiento Primario
84. Objetivo Fundamental del Tratamiento Primario
La separación de los sólidos en suspensión.
85. Métodos Empleados en el Tratamiento Primario
Fundamentalmente físicos: sedimentación y filtración.
86. Tratamiento Complementario a la Fase Primaria
Coagulantes que rompen el estado coloidal y forman flóculos.
87. Beneficio Primordial del Tratamiento Primario
Reducir la carga contaminante mejorando los procesos posteriores.
88. Procesos de Separación Sólido-Líquido del Tratamiento Primario
**Sedimentación y floculación**.
89. Procesos Complementarios de Mejora del Tratamiento Primario
**La neutralización y la coagulación-floculación**.
90. Fundamento de la Decantación
La eliminación de sólidos en suspensión por **la diferencia de densidad**.
Minimizar la velocidad de circulación del agua residual.
91. Velocidad de Sedimentación de los Fangos Biológicos
**Entre 0,6 a 0,8 m3/m2·h**.
92. Importancia de la Sedimentación de Fangos Biológicos
**La recirculación y la purga**.
Flotación y Desengrasado
93. Factor Fundamental en la Flotación
Que el líquido no moje al sólido.
94. Rendimiento de la Flotación por Inyección de Aire
El rendimiento de eliminación de **SS** es bajo y alto el de las grasas.
95. Dimensionado de Sedimentadores para Floculentos
Ninguna de las anteriores.
96. Dilaceración
Son trituradas las partículas sólidas siguiendo el circuito del agua residual.
97. Problema Fundamental de las Grasas en el Agua Residual
Dificultar la sedimentación, aireación y obstrucción de tamices.
98. Método de Desengrasado
Emulsión de las grasas por aireación.
99. Separación de la Grasa Superficial
**Rasquetas**.
100. Función del Aire Comprimido en el Desengrasado
Ayuda a que las partículas del fango poco densas no se precipiten.
101. Efecto de la Sedimentación de las Partículas de Arena
Aumenta el rendimiento de la flotación de las grasas.
Parámetros Químicos y Biológicos
102. Inconveniente del Uso de la DTO
Requiere conocer previamente la composición del agua residual.
103. Ejemplo de Cálculo de la DTO
Tenemos una disolución de glucosa que contiene 640 mg/l, el valor de la **DTO** es (en mg/l): **682.6**.
104. Referencia de la DQO
Solo hace referencia a la materia orgánica oxidable por vía química.
105. Referencia de la DBO
La cantidad de oxígeno requerido para la oxidación de la materia orgánica biodegradable.
106. Consideraciones de la DBO
La oxidación bioquímica aerobia.
107. Comportamiento de la Presión en el Ensayo de la DBO
Disminuye la presión con el tiempo si se coloca la pastilla de **NaOH**.
108. Relación entre DBO5 y DQO
Normalmente, la **DBO5** es menor que la **DQO**.
109. Eliminación de Contaminantes en los Procesos Biológicos
**Por el metabolismo biológico y la floculación**.
110. Función de los Lodos o Fangos Activos
Se encargan de los procesos biológicos **de alta carga**.
111. Operaciones Unitarias para la Eliminación de SS
Sedimentación-coagulación-filtración.
112. Técnica de Stripping
Eliminación de nitrógeno.
113. Precipitación del Fósforo en las EDAR
Con hidróxido de calcio.
114. Eliminación de Metales Pesados
Precipitación química y el intercambio iónico.
Pretratamiento y Características del Agua Residual
115. Métodos Utilizados en el Pretratamiento
**Métodos físicos**.
116. Sólidos No Sedimentables
No precipitan debido a un peso específico próximo al del líquido o coloide.
117. Agua Residual Séptica
Produce fundamentalmente ácido sulfhídrico como elemento maloliente.
118. Color Negro Característico de un Agua Residual
Es debido a la degradación anaerobia que produce sulfuros metálicos.
119. Importancia de la Conductividad Eléctrica
Nos da una idea de la posible reutilización para riego.
120. Objetivo más Importante del Tratamiento de un Agua Residual
La eliminación de la materia orgánica.
121. Principales Sustancias Orgánicas de un Agua Residual
Las proteínas.
122. Comportamiento de los Aceites Minerales
Flotan en el agua residual, pero una fracción se incorpora al fango como sólidos sedimentables.
123. Tipos de Tratamientos de Aguas Residuales
Físico, químico y biológico.
124. Objetivo de los Métodos Físicos de Tratamiento
La eliminación de los sólidos gruesos suspendidos, grasas, aceites y materia flotante.
125. Definición de Desbaste
Eliminación de sólidos gruesos por intercepción.
126. Retención en la Absorción
Microcontaminantes como fenoles y color.
127. Objetivo Fundamental del Tratamiento Químico
**Eliminación de SS y coloides**.
128. Elementos Inorgánicos más Habituales en un Agua Residual
**N**, **P**, **S**.
129. Importancia del Control del pH
Condiciona el tratamiento biológico posterior y da una idea del origen del vertido.
130. Investigación de la Presencia de Cloruros
Procede de disolución de rocas y suelos y puede indicar infiltraciones de agua de mar.
131. Causa de la Alcalinidad
Carbonatos, hidróxidos de **Ca**, **Mg** y **Na**.
132. Fuente Importante de Fósforo en un Agua Residual
El fósforo soluble en forma de fosfato que proviene de detergentes y abonos.
133. Detección de Azufre Abundante
Olores desagradables.
134. Contaminante Prioritario
Los compuestos tóxicos inorgánicos, cationes o aniones especialmente contaminantes.
135. Carga Orgánica Biodegradable Media para un Habitante Equivalente
**60 g de O2/día**.
Cálculos y Consideraciones Adicionales
Ejemplo de cálculo de carga contaminante:
Caudal: 40,000 m3/día
Carga contaminante: **12,000 kg O2/día**, equivalente a una concentración de 300 mg/l.
136. Coeficiente de Punta
La relación entre el caudal máximo y el medio, y oscila entre 1.5 a 2.5.
137. Importancia del Caudal Mínimo
Condiciona el diseño de elementos con largos tiempos de retención.
138. Importancia de la Punta de Contaminación
Hace diseñar los tanques de decantación apropiados.
Dimensiona el oxígeno necesario en el reactor biológico.
139. Principal Subproducto de la Descomposición Anaerobia
